汽車的高性能、輕量化和高安全發(fā)展需要先進(jìn)鋼鐵材料作為基礎(chǔ)。汽車上應(yīng)用和制造過程所涉及的鋼材品種繁多,有30個(gè)左右。它們應(yīng)用于車身、發(fā)動(dòng)機(jī)、傳動(dòng)、底盤和懸掛系統(tǒng)。汽車制造幾乎牽涉到了所有的鋼材品種,汽車用鋼發(fā)展也促進(jìn)了這些鋼類在其它領(lǐng)域的應(yīng)用。
應(yīng)用于汽車車身制造的冷軋和涂鍍薄板鋼的發(fā)展方向是:輕量化所需要的高強(qiáng)度、良好成形性和安全性提高所需要的高塑性、低成本所需要的低合金化和易加工化等。汽車用薄板鋼發(fā)展迅速,上世紀(jì)90年代的熱點(diǎn)是IF鋼和BH鋼,而今天人們更加關(guān)注的是高強(qiáng)度的DP鋼、TRIP鋼和熱成形馬氏體鋼,甚至開始了第三代汽車用鋼的研發(fā)工作。隨著碰撞安全性要求的提高,熱成形馬氏體鋼發(fā)展迅速。目前國際上常用的是德國TK公司研發(fā)的22MnB5鋼,他們還在研發(fā)更高強(qiáng)度的熱成形鋼。我國鋼鐵和汽車企業(yè)也在研發(fā)熱成形馬氏體鋼。鋼鐵研究總院研發(fā)了抗拉強(qiáng)度達(dá)到1500MPa、1700MPa、1900MPa、2200MPa四個(gè)強(qiáng)度級別的高塑性熱成形馬氏體鋼。對于BCC組織結(jié)構(gòu)而言,鋼的強(qiáng)度超過1000MPa后,塑性下降幅度大。研發(fā)熱成形馬氏體鋼需要解決高強(qiáng)度導(dǎo)致的低塑性問題。
考慮到TWIP鋼和奧氏體不銹鋼等第二代汽車用鋼的合金含量高導(dǎo)致了成本較高的情況,美國AISI組織多家大學(xué)、鋼鐵公司和汽車公司研發(fā)第三代汽車用鋼。它將有別于現(xiàn)有的以BCC組織結(jié)構(gòu)為主的第一代汽車用鋼和以FCC組織結(jié)構(gòu)為主的第二代汽車用鋼,以提高強(qiáng)塑積為目標(biāo)。鋼鐵研究總院等單位也在開展研發(fā),試驗(yàn)鋼的強(qiáng)塑積達(dá)到了40GPa%,較第一代汽車用鋼強(qiáng)塑積翻番。
長形鋼材主要是各種類型的特殊鋼材,應(yīng)用于汽車發(fā)動(dòng)機(jī)、傳動(dòng)、懸掛、底盤等零部件。這些零部件一般需要承受各種動(dòng)載荷的作用,汽車的高性能、輕量化和高安全性同樣需要這類鋼材向高強(qiáng)度化方向發(fā)展。但是高強(qiáng)度化導(dǎo)致的疲勞破壞和延遲斷裂問題需要解決。為了降低成本和節(jié)約能源,汽車鍛鋼件應(yīng)用了微合金非調(diào)質(zhì)鋼,同時(shí)提高了零件的均勻性。近年來,微合金化元素成本持續(xù)提高,需要研發(fā)少無微合金化元素的新型非調(diào)質(zhì)鋼。
近年來,國內(nèi)各單位積極研發(fā)汽車用鋼,從過去的仿制學(xué)習(xí),開始了自主創(chuàng)新研發(fā)先進(jìn)汽車用鋼。
無論是汽車用鋼扁平材,還是汽車用鋼長形材,在過去的數(shù)年間都以提高強(qiáng)度為核心目標(biāo)取得了長足的進(jìn)步。無論是品種還是質(zhì)量,21世紀(jì)的汽車用鋼已經(jīng)完全不同于從前的汽車用鋼,汽車用鋼是一類不斷發(fā)展的先進(jìn)材科。伴隨著需求變化和相關(guān)理論與技術(shù)的進(jìn)展,21世紀(jì)的汽車用鋼將會(huì)以更高質(zhì)量和更多品種的面貌出現(xiàn)在人類面前。為了適應(yīng)未來的社會(huì)和經(jīng)濟(jì)發(fā)展,應(yīng)不斷地運(yùn)用新技術(shù)、新工藝和新裝備,研發(fā)出具備“高性能、低成本、易加工、高精度、綠色化”特征的先進(jìn)汽車用鋼技術(shù)。隨著我國自主汽車技術(shù)的發(fā)展,我們有必要認(rèn)真考慮我國汽車用鋼的發(fā)展方向和措施。從技術(shù)基礎(chǔ)研究出發(fā),結(jié)合我國汽車需求和鋼鐵生產(chǎn)國情,逐步形成具有創(chuàng)新的適合長遠(yuǎn)發(fā)展的我國先進(jìn)汽車用鋼體系,促進(jìn)我國汽車與鋼鐵的同步跨越式發(fā)展。(榕霖)